涡流检测技术

目录

涡流检测技术及进展 (2)

涡流检测自然裂纹与信号处理 (5)

压力容器列管涡流检测技术的研究 (9)

金属锈蚀的涡流检测 (11)

涡流检测技术及进展

1 引言

涡流检测是建立在电磁感应原理基础上的无损检测方法。如图1，已知法拉第电磁感应定律，在检测线圈上接通交流电，产生垂直于工件的交变磁场。检测线圈靠近被检工件时，该工件表面感应出涡流同时产生与原磁场方向相反的磁场，部分抵消原磁场，导致检测线圈电阻和电感变化。若金属工件存在缺陷，将改变涡流场的强度及分布，使线圈阻抗发生变化，检测该变化可判断有无缺陷。

随着微电子学和计算机技术的发展及各种信号处理技术的采用，涡流检测换能器、涡流检测信号处理技术及涡流检测仪器等方面出现长足发展。

2 涡流检测的信号处理技术

提高检测信号的信噪比和抗干扰能力，实现信号的识别、分析和诊断，以得出最佳的信号特征和检测结果。

2.1 信号特征量提取

常用的特征量提取方法有傅里叶描述法、主分量分析法和小波变换法。

傅里叶描述法是提取特征值的常用方法。其优点是，不受探头速度影响，且可由该描述法重构阻抗图，采样点数目越多，重构曲线更逼近原曲线。但该方法只对曲线形状敏感，对涡流检测仪的零点和增益不敏感，且不随曲线旋转、平移、尺寸变换及起始点选择变化而变化。

用测试信号自相关矩阵的本征值和本征矢量来描绘信号特征的方法称为主分量分析法，该方法对于相似缺陷的分辨力较强。

小波变换是一种先进的信号时频分析方法。将小波变换中多分辨分析应用到涡流检测信号分析中，对不同小波系数处理后，再重构。这种经小波变换处理后的信号，其信噪比会得到很大的提高。

2.2 信号分析

(1) 人工神经网络

人工神经网络的输入矢量是信号的特征参量，对信号特征参量的正确选择与提取是采用神经网络智能判别成功的关键。组合神经网络模型，采用分级判别法使网络输入变量维数由N2 降到N，网络结构大为简化，训练速度很快，具有较高的缺陷识别率和实用价值。

神经网络可实现缺陷分类，具有识别准确度高的优点，对不完全、不够清晰的数据同样有效。

(2) 信息融合技术

信息融合是对来自不同信息源检测、关联、相关、估计和综合等多级处理，得到被测对象的统一最佳估计。

涡流C 扫描图像的融合，将图像分解为多子带图像，并在转换区内采用融合算法实现图像融合。Ka Bartels等采用信噪比最优方法合并涡流信号，并用空间频率补偿方法使合并前高频信号变得模糊而低频信号变得清晰。Z Liu等利用最大值准则选择不同信号的离散小波变换系数，选取待融合系数的最大绝对值作为合并转换系数。因此融合信号可基于这些系数，利用逆小波变换来重构。小波变换可按不同比例有效提取显著特征。在融合信号过程中，所有信号的有用特征都被保存下来，因此内部和表面缺陷信息得到增强。

2.3 涡流逆问题求解

换能器检测到的信号隐含缺陷位置、形状、大小及媒质性质等信息，由已知信号反推媒质参数(电导率)或形状(缺陷)，属于电磁场理论中的逆问题。

为求解涡流逆问题，先要建立缺陷识别的数学模型，有形状规则的人工缺陷、边界复杂的自然缺陷、单缺陷和多缺陷等模型；在媒质类型方面，有复合材料和被测件表面磁导率变化等模型。

随着计算机技术发展，缺陷模型各种数值解法也获得进展。出现有限元法、矩量法和边界元法等。

3 涡流检测设备

美国的EM3300 和MIZ-20 为采用阻抗平面显示技术典型产品，而TM-128 型涡流仪是我国首台配有微机带有阻抗平面显示的涡流探伤仪。MFE-1三频涡流仪是我国研制的首台多频涡流检测设备。随后，国内研制成功多种类型的多频涡流检测仪，如EEC-35、EEC-36、EEC-38、EEC-39 和ET-355、ET-555、ET-556 等。

目前，我国在有限元数值仿真、远场涡流探头性能指标分析及检测系统的研制等方面取得研究成果，推出商品化远场涡流检测仪器，其中ET-556H和

EEC-39RFT 已用于化工炼油设备的钢质热交换管和电厂高压加热器钢管的在

役探伤。

今后涡流检测技术研发包括：完善换能器设计理论，研制性能更好的涡流检测换能器；研究缺陷大小形状位置深度的涡流定位技术和三维成像技术；研究并

推广远场涡流检测技术；进一步研究金属材料表面疲劳裂纹的扩展、开裂、机械加工磨削烧伤及残余应力涡流检测技术。应用该项技术进行无损检测必将得到广泛应用。

涡流检测自然裂纹与信号处理

涡流检测(Eddy Current Testing, ECT)是一种检测导电材料表面及近表面缺陷的有效方法。目前在压力容器、核电站热交换管道、飞机结构等关键设备的缺陷检测中得到广泛应用。然而,由于受到环境噪声及探头提离与设备结构变化所引起的非缺陷信号的影响,缺陷的ECT信号往往被恶化。为了增强缺陷检测及表征的可靠性和有效性,在使用缺陷分类和形状反演技术之前,需要采用信号预处理技术来提高ECT信号的信噪比。

小波分析可以提供信号的频率信息和空间位置信息,对于分析信号的局部特征非常有用。可以在不丢失缺陷信号信息的情况下去除噪声。用小波分析方法处理ECT信号,可以增强缺陷信号的信噪比,使缺陷被可靠检测及精确表征。

1自然裂纹ECT信号的采集

为了使分析结果接近实际,采用自然裂纹作为研究对象。选用200 mm长, 100 mm 宽, 8 mm厚的合金钢板,先沿宽度方向在平板表面中央加工一条浅槽,然后固定在机械装置上,并使平板两端及中间三点反复受力弯曲,直到最终产生疲劳裂纹。按此方法制作了多块具有疲劳裂纹的试样。

自然裂纹试样制作完成之后,用安装线圈探头的涡流检测仪在多种不同频率下对裂纹进行扫描以获得ECT信号。探头由涡流检测仪激励,并由计算机控制的扫描平台进行精确定位。探头在试样不同位置采集的ECT信号被送到检测仪,并经过A /D转换器在计算机中存储起来,用于分析处理。

图1显示了激励电流频率为100 kHz时,探头在平板上方沿裂纹方向扫描时所采集的ECT信号。

横坐标代表探头采样点位置,而纵轴表示采集的ECT信号幅度大小。在图1中所示的信号中,可见低频的提离噪声信号比缺陷信号强的多,缺陷信号几乎被提离噪声湮没。将导致缺陷不能被可靠检测和表征。在图1中也存在环境等因素引起的白噪声信号,虽然不太明显,但同样干扰对缺陷的识别。

2离散小波变换的信号处理算法

2. 1ECT信号的小波分解

这里采用被称为正交紧支集的Daubechies小波对ECT信号进行离散小波分析。首先使用离散小波变换算法将探头信号f ( t)进行M 个频率级的分解。适当地选择基本小波和分解频率级M ,缺陷信号和噪声能相互分离。低频提离噪声可以被分解成AM ,而缺陷信号和高频噪音可以被分解成{Dj }。其中{Dj }的高频级主要被高频噪声控制,其中也包含部分缺陷信号的高频分量。

经过多次对ECT信号进行分解比较,发现采用10阶Daubechies小波将信号进

行7个尺度的小波分解,其中低频近似分量可以将提离噪声提取出来。图2显示了对图1所示ECT信号进行分解的情况。图2最上方的波形是原始信号,缺陷信号是一个出现在位置120周围的带通信号。图2中的其它波形是信号分解的部分结果。从图2中可以明显看出低频逼近系数a7提取出了提离噪声,而白噪声主要包含在

高频细节分量d1、d2中。

2. 2小波系数的处理和缺陷信号的重构

对原始ECT信号进行小波分解之后,按照下面的原则处理分解系数。因为原始信号中提离噪声很强,所以首先应将其去除,然后再考虑去除白噪声。在a7中的系数主要为提离噪声,因此将它设为零去除[ 3 ] 。除去代表提离噪声的低频近似系数a7后,发现信号中仍然含有部分提离噪声,所以对去除部分提离噪声的信号继续使用10 阶Daubechies小波将信号分解成9个频率级,除去代表提离噪声的低频近似系数之后的信号如图3所示。

去除提离噪声后,接下来就需要去除包含在细节系数{Dj }中的白噪声,虽然白噪声与缺陷信号有重叠,但利用白噪声与缺陷信号的不同空间幅频特征,可以通过一些算法处理小波系数,有效地减少白噪声。

利用5阶Daubechies小波对图3中两次去除提离噪声后的信号进行离散小波

分解,信号被分解成5个频率级,如图4所示。对图4低分辨率下的小波变换全部保留,高分辨率下的小波变换则只有被确认为缺陷信号附近的各点才予以保留,其余的都加以去除。

在各级细节中的小波系数既来自缺陷信号,也来自高频噪声。为了去除噪声,需要首先识别缺陷信号的小波系数。缺陷信号的幅度通常比噪声小波系数的幅度大,通过设置门限,缺陷信号的小波系数可以很容易地选择出来。

3结论

采用小波变换信号处理技术来减少从自然裂纹试样获得的一维和二维ECT 信号中的非缺陷信号和白噪声,结果显示有效地减小了白噪声和非缺陷信号,重构了缺陷信号。

与傅立叶变换等传统滤波技术相比,采用小波变换方法去噪具有加强ECT信号的信噪比而不丢失缺陷信号信息的优势。为缺陷的可靠检测及精确表征提供了保证。

压力容器列管涡流检测技术的研究

1前言

压力容器中加热器一般都由很多钢管组成, 它们长期承受压力和腐蚀, 管内会产生各种应力腐蚀裂纹和点蚀缺陷, 需定期进行检测以保证设备的安全运行。由于钢管数目多, 拆卸又不方便, 通常采用现场检测的方法。涡流检测具有不需要耦合剂、检测速度快及对金属管子表面缺陷检测灵敏度高等优点, 是对这一类管子进行检测的最好方式。但是, 由于在检测加热管的内外壁缺陷时, 管外部的管板、支撑板和支承条等都会产生干扰信号, 需加以抑制。双频涡流检测技术采用两个频率同时工作, 具有两个相对独立的测试通道, 既能有效地抑制上述干扰信号, 又能准确地检测出缺陷信号。

2对比试样制作

2.1材料要求

用于对比试样的钢管须与被探伤钢管的公称尺寸相同, 化学成分、表面状况及热处理状态相似, 即有相似的电磁特性, 钢管的弯曲度不大于1.5∶1000, 表面无氧化皮, 无影响校准的缺陷。

2.2制作

按标准, 对比试样的人工缺陷为穿过管壁并垂直于钢管表面的孔, 人工缺陷为五个, 其中三个处于对比试样中间部分, 沿圆周分布,大体上互成120°角, 彼此之间的周向距离不小于200mm。另外, 距管两端不大于200mm处各加工一个相同的人工缺陷, 以检验端部效应, 如图1所示。

3双频涡流检测原理

双频涡流仪的测量电路通常是一交流电桥。其检测线圈一般接成差动形式, 构成电桥的两臂。当测量电桥平衡(即线圈在远离缺陷或横跨缺陷两边时) , 其输出为零。反之, 当差动检测线圈先后通过管臂内缺陷处时, 管臂内涡流先后产

生部分中断或畸变, 使两个检测线圈的阻抗发生相应的变化。该变化会破坏电桥平衡, 使测量电桥先后输出两个相应的不平衡信号, 经放大处理后, 在阻抗平面显示器上显示具有一定相位角和幅值的“8 ”字形轨迹, 供判断缺陷的性质和危害程度。

4传感器设计与制作

4.1传感器的技术要求

为了提高检测灵敏度和可靠性, 需要使缺陷信号具有足够的幅度并与其它信号间有足够的相位差。在多频涡流中, 接成差动形式的检测线圈构成交流电桥的两臂, 电桥电流的检测灵敏度与线圈阻抗变化率、桥臂系数及激励电压有关。为了提高检测灵敏度, 可以适当地提高电压和桥臂系数, 以增大检测线圈阻抗的相对变化率, 为此必须合理地选择线圈的尺寸和参数。

4.2线圈尺寸的选择

一载流扁平线圈, 实际上是多层密绕的螺线管, 当线圈内通过电流I时, 电流密度J为:

式中r a ———线圈内半径;

r b ———线圈外半径;

h———轴向厚度;

n———线圈匝数。

设线圈内通过的电流I = 10mA, 则根据一定参数可描绘出扁平线圈轴线上的B0 - X 曲线, 如图2所示。

由图2可见, 线圈外径大, 线圈线性范围大, 灵敏度低; 线圈外径小, 线圈线性范围小, 灵敏度高; 线圈轴向厚度小, 灵敏度高;线圈内径不同时, 轴向磁场变化很小。因此,为了使外径一定的线圈有较大的线性范围和尽可能高的灵敏度, 设计时要尽可能选择薄的线圈。

4.3线圈参数的选择

实际绕制线圈时, 线圈匝数可由下式估算: L = 40πrnK n / l

式中r———线圈平均半径;

n———线圈匝数;

l———线圈长度;

K n ———考虑到线圈长度为有限时, 磁场分布不均匀, 需要加以修正的系数。

4.4传感器的制作

制作时, 先按设计好的图样制作线圈骨架(材料通常采用耐辐射和耐高温的尼龙棒) ,其车制工艺要求严格、认真, 两个槽的尺寸(深和宽) 尽可能一致, 而且要求槽壁光滑,不能有毛刺。绕线要均匀、平稳。绕制好的线圈的电阻、电感及性能等必须测量, 两线圈的数值应基本相等。最后将绕制好的线圈的引出线和输出电缆线连接到内骨架的接线柱上, 并用胶(如环氧树脂)封装。

金属锈蚀的涡流检测

本章所述“锈蚀”是专指钢铁和铁基合金的腐蚀而言, 它们在大气中或工业环境里, 由于氧和水及其它侵蚀物质的作用, 形成了主要由含水氧化铁等组成的锈蚀产物。金属构件在设计规定的正常使用周期内发生锈蚀失效严重影响其使用寿命, 关键零部件的锈蚀破坏可能会产生严重后果。长期以来, 人们从各个方面深人而系统地研究锈蚀, 并采取各种措施预防、控制锈蚀, 如, 进行合理选材、防锈设计、电镀及表面有机涂覆等。然而, 这些方法只能在一定程序上减少锈蚀, 锈蚀失效总是难于避免的。因此, 工业锈蚀的在线监测便成为一个重要的研究方向。

金属锈蚀后, 不仅其表面性质发生变化, 而且其重量、厚度、力学性能、组织结构等都会发生变化, 这些物理或力学性能的变化可用来衡量钢铁锈蚀的严重程度。现在已有一系列成熟的锈蚀检测方法供工业部门选用, 如表观检查、重量法检查、失厚测量、腐蚀电流表示法、力学性能变化法等。其中, 只有无损检测方法能够在不损伤表面保护层的情况下简捷地检测金属锈蚀状况。本文提出的“涡流法”就是一种无损检测法。

1 实验过程

1.1 试样及检测电路

为了检测金属表面的锈蚀状况, 采用人为锈蚀处理方法, 制作了4块材料均为Q235钢、几何形状相同而锈蚀程度各不相同的试样, 试样A,B,C,D分别代表没有锈蚀、轻微锈蚀、中等锈蚀、严重锈蚀。

为了减少提离距离变化等因素对锈蚀检测结果的不利影响, 制作了同轴双线圈涡流传感器, 其内、外线圈的电感值分别为80uH和180Uh。并采取一定的措施对内、外线圈之间进行屏蔽处理, 以减少涡流信号之间的相互干扰。实验中采用的检测电路框图见图3。

1.2 最佳检测频率的确定

选择最佳检测频率可提高信噪比, 提高信号的灵敏度, 抑制各种干扰因素

的不利影响。最佳检测频率既与被测试件的材质、表面性质有关, 又与测量和抑制干扰参数所采用的方法有关。

实验中直接将涡流传感器置于试块上, 此时提离距离为0, 不断改变激励信号频率, 分别测出检测电路的输出电压, 然后根据所测数据作出输出电压与激

励频率之间的关系曲线, 如图4所示。

由图4可知, 激励频率为130kHz左右时, 输出电压幅值最大, 进一步的实验证实, 在提离距离发生变化时, 各试块的检测电路输出电压变化量.灵敏度以124kHz时为最大。因此, 可以确定最佳检测频率为124kHz。

1.3各试块的提离效应

激励频率为40kHz(非最佳频率)时, 各试块的提离效应曲线经计算机拟合后为近似直线, 如图5a所示。

计算机回归处理后各直线的方程为:

故各直线斜率分别为:

所以。可见, 对于锈蚀不同的试块, 在激励信号一

定的情况下, 各试块的提离曲线一元线性回归方程斜率是不同的, 锈蚀越严重的试块, 其斜率越小。因此, 可以根据斜率的大小定性比较不同试块的锈蚀程度。

同样地,124kHz(最佳频率)时, 各试块的提离曲线拟合后亦为直线, 如图5b 所示。

各试块的拟合直线斜率分别为:

所以,可见锈蚀愈严重, 则其斜率愈小, 这进一步

证实了激励频率为40kHz时的检测结论, 即根据直线斜率的变化可确定各试块的锈蚀程度。

2结束语

作为一种无损检法方法, 涡流检测用于金属锈蚀检测是完全可行的。尤其是采用微机数据采集系统后, 能很方便地完成对信号的采集、转换和处理。只要使检测探头在试块上方上下移动一下, 就可以在屏幕上显示出此试块的提离效应曲线, 并能够画出其拟合直线, 计算出直线的斜率。我们只要把这个斜率与标样的斜率比较一下, 就可以判断出该试块的锈蚀状况。

涡流检测的新应用

目前无损检测在新领域中的应用 利用电磁感应原理，通过检测被检测工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法称为无损检测。在工业生产中，涡流检测是控制各种金属材料及少数非金属（如石墨、碳纤维复合材料等）及其产品品质的主要手段之一。与其他无损检测方法比较，涡流检测更容易实现自动化，特别是对管，棒和线材等型材有着很高的检测效果。下面介绍无损检测在一些新领域的应用： 1.1厚度测量 厚度测量的应用主要有两个方面: 金属基体上膜层厚度的测量和金属薄板厚度的测量。非磁性金属上绝缘层厚度的测量, 是涡流测厚的一个重要应用领域。由于非磁性金属均为导电率较高的有色金属, 所以, 测量其表面绝缘层厚度实质上是测量探头线圈到基体金属的距离。为了抑制基体金属电导率变化对测量结果的影响, 一般都选用较高的检测频率, 此时, 基体电导率对电感分量的影响可以忽略, 而对电阻分量的影响仍较为显著。又由于电感分量主要受距离变化的影响。电阻分量主要受电导率变化的影响, 因此, 只要从电路上将探头阻抗变化信号的电感量取出, 再进行调零和校正, 就可测量出绝缘层厚度的变化。 当磁性金属表面覆盖有非磁性金属或绝缘层( 如钢件上的镀铬层或油漆层) 时, 同样可以利用电磁感应方法来测量其厚度。当线圈中通过激励电流时, 检测线圈和磁性基体之间建立了磁通路, 由于线圈和磁性基体之间间隙的变化( 即非磁性膜层厚度的影响) , 会改变磁路的磁阴, 并引起磁路中磁通量的变化, 因此, 只要通过检测线圈上感应电压的测量, 得出感应电压与间隙( 即膜厚) 的定量关系曲线, 再将其标记在指示仪表的表盘上, 以后便可直接从指示仪表上读出膜层的厚度。涡流法测量金属薄板厚度时, 检测线圈既可以采用反射法也可以采用透射法。反射法是探头的发射与接收线圈在被测体的同一侧, 所接收的信号是阻抗幅度变化信号, 材料厚度的变化对接收线圈阻抗变化呈非线性关系。因此, 要求在测量仪器内部实现非线性校正, 所以, 会产生较大的测量误差。透射法是根据探头线所产生的涡流场分布情况, 即在不同深度下涡流相位滞后程度随深度增加而增大, 根据接收信号与激励信号之间的相位差直接得到被测材料厚度值, 无需进行非线性校正。 1.2涡流探伤 由于涡流的趋肤效应, 所以涡流探伤只能用来发现金属工件表面和近表面的缺陷。但由于它具有简便、不需要耦合剂和容易实现高速自动检测的优点, 因而在金属材料和零部件的探伤中得到较为广泛的应用。涡流探伤还可以用于维修检验, 某些机械产品由于工作条件比较特殊( 如在高温、高压、高速状态下工作) , 在使用过程中往往容易产生疲劳裂纹和腐蚀裂纹。对这些缺陷, 虽然采用磁粉检测、渗透检测等都很有效, 但由于涡流法不仅对这些缺陷比较敏感, 而且还可以在涂有油漆和环氧树脂等覆箅层的部件上以及盲孔区和螺纹槽底进行检验, 还发现金属蒙皮下结构件的裂纹, 因而在维修行业受到重视。 1. 3材质分选 涡流检测是, 试件的电导率和磁导率是影响线圈阻抗的重要因素, 因此, 可以通过对不同试件电导率或磁导率变化的测定, 评价某些试件的材质。对非磁性金属材料的材质试验一般是通过电率的测定来进行。测试时不需将试件再加工, 只要试件表面有较小的平面( 如7501型涡流导电仪要求为10～20mm) 以放置探头就可以了, 检测简单易行, 适合对金属材料或零件的某些性质作快速无损的检查。通过对电导率的测定, 可以实现对金属成分及杂质含量的鉴别, 对金属热处理状态和硬度的鉴别, 对各种金属材料或零件的混料的分选。可见, 应用涡流法测定的电导率为材料的品质管理、质量检验提供了一个有效的方法。对铁磁性材料的材质试验一般是通过磁特性的测定来进行。例如, 强磁化方法是利用磁性材料磁滞回线中的某些量作为检测变量。由于这些量( 如饱和磁感应强度Bm、剩磁Br、矫顽磁力 １

涡流现象及其应用检测试题(含答案和解释)

涡流现象及其应用检测试题(含答案和解释) 1.7 涡流现象及其应用每课一练（粤教版选修3-2） 1．(双选)下列哪些仪器是利用涡流工作的( ) A．电磁炉 B．微波炉 C．金属探测器 D．电饭煲答案AC 2．(双选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了( ) A．增大涡流，提高变压器的效率 B．减小涡流，提高变压器的效率 C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量答案BD 解析不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率，是防止涡流而采取的措施． 3．下列关于涡流的说法中正确的是( ) A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流 C．涡流有热效应，但没有磁效应 D．在硅钢中不能产生涡流答案 A 解析涡流就是一种感应电流，同样是由于磁通量的变化产生的． 4．如图8所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)( ) 图8 A．做等幅振动 B．做阻尼振动 C．振幅不断增大D．无法判定答案 B 解析金属球在通电线圈产生的磁场中运动，金属球中产生涡流，故金属球要受到安培力作用，阻碍它的相对运动，做阻尼振动． 5．(双选)如图9所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是( ) 图9 A．2是磁铁，在1中产生涡流 B．1是磁铁，在2中产生涡流 C．该装置的作用是使指针能够转动 D．该装置的作用是使指针能很快地稳定答案AD 解析这是涡流的典 型应用之一．当指针摆动时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动．总之不管1向哪个方向转动，2对1的效果总起到阻尼作用．所以它能使指针很快地稳定下来． 6．如图10所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( ) 图10 A．先向左，后向右 B．先向左，后向右，再向左 C．一直向右 D．一直向左答案 D 解析根据楞次定律的“阻碍变化”知“来拒去

涡流检测试题

第1页，共50页 1.对下述工件可采用涡流检测的是(d) a)铝合金锻件的热处理质量 b)碳钢的材料分选 c)导电材料的表面缺陷 d)以上都可以 2.在下面几个检测对象中指出能用涡流检测的对象（e） a.铝铸件表面裂纹 b.钢表面淬火硬度不均匀度 c.铸钢中心部位孔穴 d.钢焊缝的母材与熔敷金属界面 e.除c以外都可以 3.在下面几个检测对象中指出能用涡流检测的对象（d） a.金属表面涂层厚度的测定 b.钢的剩磁磁通密度的测定 c.碳钢钢种的鉴别 d.除b以外都可以 4.在下面几个检测对象中指出能用涡流检测的对象（e） a.有机玻璃管 b.铝管 c.石墨管 d.奥氏体钢管 e.除a以外都可以 5.涡流试验的原理是（Ｂ）:A．磁致伸缩；B．电磁感应；C．压电能量转换；D．磁通势 6.涡流检测技术可以用来测量（Ｄ）:A．涂层厚度；B．镀层厚度；C．薄板厚度；D．以上都是 7.涡流检测法最常用于(e):a)结构陶瓷材料 b)黑色金属材料 c)有色金属材料 d)石墨材料 e)B和 C 8.涡流检测的原理是(c):a)磁致伸缩 b)压电能量转换 c)电磁感应 d)电致伸缩 9.涡流检测的原理是(c):a)磁致伸缩 b)压电效应 c)电磁感应 d)磁畴转动 10.从原理上讲,下列材料中不能采用涡流检测的是(a):a)玻璃钢 b)工具钢 c)不锈钢 d)轴承钢 11.下面哪种频率产生的涡流渗透深度最大?(c):a)1MHz b)100Hz c)10KHz d)10MHz 12.用来描述试样与探头线圈之间距离变化引起电磁耦合变化所产生的影响的术语是（Ｄ） A．填充系数；B．边缘效应；C．端头效应；D．提离效应 13.用来描述在非常高的频率下涡流仅限于导体极薄外层流动的现象的术语是（Ａ） A．趋肤效应；B．高频滤波；C．低频滤波；D．以上任一个 14.IACS是下面哪一条的公认缩写？（Ｄ） A．感应交流电系统；B．感应激发比较系统；C．内加电流系统；D．国际退火铜单位制 15.表示阻抗的常用符号是：（Ａ）:A．Z；B．XL；C．R；D．Xc 16.表示电导率的常用符号是：（Ｂ）:A．μ；B．ρ；C．X1；D．R 17.表示磁导率的常用符号是：（Ａ）:A．μ；B．X1；C．ρ；D．R 18.材料中的磁感应强度常用什么表示？（Ｃ）:A．符号μ；B．符号φ；C．字母B；D．字母H 19.涡流试验线圈的磁化力通常用什么表示？（Ｄ）:A．符号μ；B．符号φ；C．字母B；D．字母H 20.将一个磁性材料放于加有磁化力（H）的区域中时，材料中的磁感应强度（B）是以哪种方式产生的？（Ａ）A．感应；B．传导；C．热传输；D．磁畴移动 21.界限频率fg是指试样内电磁场函数的自变量等于多大时的频率？（Ｂ）:A．6.25；B．1；C．0.37；D．0 22.特征频率fg是指试件内电磁场函数的自变量等于多大时的频率?(c)：a)0 b)1/e c)1 d)2 1/2 23.具有任何电导率和磁导率的矩形、圆柱形和球形等对称形材料的阻抗图已通过数学计算推导出来并通过实验得到验证。为了在相同的条件下对几何形状相似的所有试样进行试验，仅需要选择一个试验频率，使每一个试样的频率比f/fg均位于阻抗图的同圆点上。这个原理基于（Ｃ）:A．欧姆定律；B．基尔霍夫定律；C．相似性定律；D．以上都不是 24.线圈感抗的度量单位是（Ｂ）:A．欧姆；B．姆欧；C．亨利；D．高斯 25.材料周围的磁场强度H增大然后降低到零时，零件内磁感应强度B却不恢复到零。用来定义H恢复到零时的B值的术语（Ｂ）：A．矫顽力；B．剩磁；C．饱和值；D．磁滞损耗

涡流检测技术

1．什么叫无损检测？ 无损检测也称非破坏性试验( Non-Destructive Testing，NDT) ：指在材料、工件、设备及结构物不被破坏的前提下，利用它们的物理特性因缺陷的存在而发生变化的事实，测定其变化量，从而检出其内部是否存在缺陷，和缺陷的形状、位置、大小和严重程度和发展趋向，这一检测判断的整个过程称为无损检测。 2．什么叫涡流（Eddy-current）？ 当金属导体处在变化着的磁场中或在磁场中运动时，由于电磁感应 作用而在金属导体内产生的旋涡状流动电流。 3．什么叫阻抗（R resistance）—一能量损耗（Energy lost）？ 电流通过导体材料过程中，电荷在导体中移动将克服一定的阻力，即电阻（R）。导体材料的电阻使部分电能转化为热，损耗一定的能量。激励电流在线圈中流动，或感应电流在被测导体（工件）中流动都要损耗能量，不同试件因导电率、磁导率等影响因素各异，能量损耗的大小也不一样。 4．什么叫电抗（X reactance）—一能量存储（Energy stored）？ 当电流通过导体时，导体周围形成磁场，部分电能转化为磁场中的磁能，在一定条件下磁场的磁能可转变成感应电流。涡流检测中，除了自感现象以外，两个相邻的线圈间还有互感现象存在。无论自感电流，抑或互感电流所形成的磁场， 总要阻碍原电流增强或减弱，这就是感抗的作用。同理，电容 器对电压变化的阻碍作用称为容抗，感抗和容抗统称为电抗。 一般地说，磁性材料增强检测线圈的电抗，非磁性材料削弱检 测线圈的电抗。 5．涡流检测技术的特点是什么？ 涡流检测是一种应用较广泛的无损检测技术，是五大常规无损检测方法之一，该检测法具有如下技术特点： ①检测速度快，易于实现自动化。由于涡流检测的基本原理是电磁感应，涡流检测只适用于能产生涡流的导电材料。涡流检测线圈激励后所形成的电磁场实质是一种电磁波，具有波动性和粒子性，所以检测时传感器不需要接触工件，也不必在线圈与试件之间填充耦合

无损检测----涡流阵列检测技术典型应用

目录 一、涡流阵列检测应用研究 二、涡流阵列检测应用案例 三、涡流阵列检测应用注意事项 一、涡流阵列检测应用研究 1.非铁磁性材料、均匀表面 --对比试样 ET∝f（σ，μ≈μ0, LF, 均匀性…） 均匀表面：结构或材质方面的均匀。管件、锻件、铸件等 ECA显示特点： 表面开口缺陷：幅值、相位、C扫显示∝缺陷深度 近表面缺陷：幅值、C扫显示∝埋藏深度 1.非铁磁性材料、均匀表面--工件 对于非铁磁性金属材料的均匀表面，与PT相比，ECA表面条件要求低、检测速度快、缺陷检出率高、绿色环保， 优势较为明显。 1.非铁磁性材料、均匀表面--ECA-C扫成像

绝对桥式阵列、小的线圈尺寸、多的阵列排数更有利于涡流阵列C扫成像。 均匀表面表面开口缺陷ECA-C扫成像可在一定程度上定性 2.非铁磁性材料、非均匀表面--对比试块 ET∝f（σ, LF, μ≈μ0, 均匀性…） 对接接头：局部表面出现结构或材质不均匀。 2.非铁磁性材料、非均匀表面--模拟试块 表面的不均匀性，在一定程度上影响ECA-C成像效果，直观性受到影响。焊纹也会降低检测灵敏度。 2.非铁磁性材料、非均匀平面--工件 3.铁磁性材料、均匀表面--对比试样 ET∝f（σ, LF, μ, 均匀性…） 管件、锻件、铸件等

4.铁磁性材料、非均匀表面--动态提离补偿技术 ECA C-scan Image 对接接头：局部表面出现结构或材质不均匀。 4.铁磁性材料、非均匀表面--对比试样 5.高温 奥氏体不锈钢刻槽试板高温检测实验（300℃） 6.低温

低温情况下，PT无法实施，可考虑ECA。 二、涡流阵列检测典型案例——奥氏体不锈钢对接接头 1.表面开口缺陷 ECA可以比PT更容易发现缺陷。 2.近表面缺陷 ECA可以在一定程度上检出近表面缺陷。 在线不打磨检测--动态提离补偿 动态提离补偿技术，实现了碳钢对接接头的在线不打磨表面缺陷检测。

五大常规无损检测技术之一：涡流检测(ET)的原理和特点

五大常规无损检测技术之一：涡流检测（ET）的原理和特点 涡流检测（Eddy Current Testing），业内人士简称E T，在工业无损检测（Nondestructive Testing）领域中具有重要的地位，在航空航天、冶金、机械、电力、化工、核能等领域中发挥着越来越重要的作用。 涡流检测主要的应用是检测导电金属材料表面及近表面的宏观几何缺陷和涂层测厚。 涡流检测是五大常规无损检测技术之一，其他四种是：射线检测（Radiographic Testing）：射线照相法、超声检测（Ultrasonic Testing）：A型显示的超声波脉冲反射法、磁粉检测（Magnetic Particle Testing）、渗透检测（Penetrant Testing）。 按照不同特征，可将涡流检测分为多种不同的方法： （1）按检测线圈的形式分类： a）外穿式：将被检试样放在线圈内进行检测，适用于管、棒、线材的外壁缺陷。b）内穿式：放在管子内部进行检测，专门用来检查厚壁管子内壁或钻孔内壁的缺陷。 c）探头式：放置在试样表面进行检测，不仅适用于形状简单的板材、棒材及大直径管材的表面扫查检测，也适用于形状福州的机械零件的检测。

（2）按检测线圈的结构分类： a）绝对方式：线圈由一只线圈组成。 b）差动方式：由两只反相连接的线圈组成。 c）自比较方式：多个线圈绕在一个骨架上。 d）标准比较方式：绕在两个骨架上，其中一个线圈中放入已经样品，另一个用来进行实际检测。 （3）按检测线圈的电气连接分类： a）自感方式：检测线圈使用一个绕组，既起激励作用又起检测作用。 b）互感方式：激励绕组和检测绕组分开。 c）参数型式：线圈本身是电路的一个组成部分。 涡流检测原理 涡流检测，本质上是利用电磁感应原理。 无论什么原因，只要穿过闭合回路所包围曲面的磁通量发生变化，回路中就会有电流产生，这种由于回路磁通量变化而激发电流的现象叫做电磁感应现象，回路中所产生的电流叫做感应电流。 电路中含有两个相互耦合的线圈，若在原边线圈通以交流电1，在电磁感应的作用下，在副边线圈中产生感应电流2；反过来，感应电流又会影响原边线圈中的电流和电压的关系。如下图所示：

涡流检测技术概述

涡流检测技术概述 涡流技术由于具有的很多优点而被广泛应用。首先，它是非接触检测，而且能穿透非导体的覆盖层，这就使得在检测时不需要做特殊的表面处理，因此缩短了检测周期，降低了成本。同时，涡流检测的灵敏度非常高。涡流检测按激励方式和检测原理的不同可以分为单频涡流、多频涡流、脉冲涡流、远场涡流等，下面对这些技术的发展简要的加以介绍。 传统的涡流采用单频激励的方式，主要来对表面及近表面的缺陷进行检测，根据被测材料及缺陷深度的不同，激励频率的范围从几赫兹到几兆赫兹不等，为 了得到良好的检测信号，激励线圈必须在缺陷的附近感应出最大的涡流，感应电 流的大小和激励频率、电导率、磁导率、激励线圈的尺寸和形状以及激励电流的 大小有关,通过测量阻抗或电压的变化来实现对缺陷的检测。然而，由于其它参数也很敏感，这就影响了对缺陷的检测。 为了克服单频涡流的缺点，1970 年美国人 Libby 提出了多频涡流的技术（Multi-frequency Eddy Current, MFEC），多频涡流是同时用几个频率信号激励探头，较单频激励法可获取更多的信号，这样就可以抑制实际检测中的许多干扰因素，如热交换管管道中的支撑板、管板、凹痕、沉积物、表面锈斑和管子冷加工产生的干扰噪声，汽轮机大轴中心孔、叶片表面腐蚀坑、氧化层等引起的电磁噪声，以及探头晃动提离噪声等。理论与实践表明，被测工件的缺陷和上述干扰因素对不同频率的激励信号各有不同的反应，可反应出不同的涡流阻抗平面。利用这一原理，用两个（或多个）不同频率的正弦波同时激励探头，然后由两个（或多个）通道分别进行检波、放大和旋转等处理，此后，通过多个混合单元的综合运算，就可以有效的去除信号干扰，准确的获取缺陷信号。但是，多频涡流只能提供有限的检测数据，很难以可视化的方式实现对缺陷的成像检测。 70 年代中后期，脉冲涡流技术（Pulsed Eddy Current, PEC）在世界范围内得到广泛的研究，PEC最早由密苏里大学的Waidelich在20世纪50年代初进行研究，脉冲涡流的激励电流为一个脉冲，通常为具有一定占空比的方波，施加在探头上的激励方波会感应出脉冲涡流在被测试件中传播，根据电磁感应原理，此脉冲涡流又会感应出一个快速衰减的磁场，随着感生磁场的衰减，检测线圈上

涡流检测试题讲课讲稿

涡流检测试题

第1页，共50页 1.对下述工件可采用涡流检测的是(d) a)铝合金锻件的热处理质量 b)碳钢的材料分选 c)导电材料的表面缺陷 d)以上都可以 2.在下面几个检测对象中指出能用涡流检测的对象（e） a.铝铸件表面裂纹 b.钢表面淬火硬度不均匀度 c.铸钢中心部位孔穴 d.钢焊缝的母材与熔敷金属界面 e.除c以外都可以 3.在下面几个检测对象中指出能用涡流检测的对象（d） a.金属表面涂层厚度的测定 b.钢的剩磁磁通密度的测定 c.碳钢钢种的鉴别 d.除b以外都可以 4.在下面几个检测对象中指出能用涡流检测的对象（e） a.有机玻璃管 b.铝管 c.石墨管 d.奥氏体钢管 e.除a以外都可以 5.涡流试验的原理是（Ｂ）:A．磁致伸缩；B．电磁感应；C．压电能量转换；D．磁通势 6.涡流检测技术可以用来测量（Ｄ）:A．涂层厚度；B．镀层厚度；C．薄板厚度；D．以上都是 7.涡流检测法最常用于(e):a)结构陶瓷材料 b)黑色金属材料 c)有色金属材料 d)石墨材料 e)B和C 8.涡流检测的原理是(c):a)磁致伸缩 b)压电能量转换 c)电磁感应 d)电致伸缩 9.涡流检测的原理是(c):a)磁致伸缩 b)压电效应 c)电磁感应 d)磁畴转动 10.从原理上讲,下列材料中不能采用涡流检测的是(a):a)玻璃钢 b)工具钢 c)不锈钢 d)轴承钢 11.下面哪种频率产生的涡流渗透深度最 大?(c):a)1MHz b)100Hz c)10KHz d)10MHz 12.用来描述试样与探头线圈之间距离变化引起电磁耦合变化所产生的影响的术语是（Ｄ） A．填充系数；B．边缘效应；C．端头效应；D．提离效应

涡流检测的技术

目录 涡流检测技术及进展 (2) 涡流检测自然裂纹与信号处理 (5) 压力容器列管涡流检测技术的研究 (9) 金属锈蚀的涡流检测 (11)

涡流检测技术及进展 1 引言 涡流检测是建立在电磁感应原理基础上的无损检测方法。如图1，已知法拉第电磁感应定律，在检测线圈上接通交流电，产生垂直于工件的交变磁场。检测线圈靠近被检工件时，该工件表面感应出涡流同时产生与原磁场方向相反的磁场，部分抵消原磁场，导致检测线圈电阻和电感变化。若金属工件存在缺陷，将改变涡流场的强度及分布，使线圈阻抗发生变化，检测该变化可判断有无缺陷。 随着微电子学和计算机技术的发展及各种信号处理技术的采用，涡流检测换能器、涡流检测信号处理技术及涡流检测仪器等方面出现长足发展。 2 涡流检测的信号处理技术 提高检测信号的信噪比和抗干扰能力，实现信号的识别、分析和诊断，以得出最佳的信号特征和检测结果。 2.1 信号特征量提取 常用的特征量提取方法有傅里叶描述法、主分量分析法和小波变换法。 傅里叶描述法是提取特征值的常用方法。其优点是，不受探头速度影响，且可由该描述法重构阻抗图，采样点数目越多，重构曲线更逼近原曲线。但该方法只对曲线形状敏感，对涡流检测仪的零点和增益不敏感，且不随曲线旋转、平移、尺寸变换及起始点选择变化而变化。 用测试信号自相关矩阵的本征值和本征矢量来描绘信号特征的方法称为主分量分析法，该方法对于相似缺陷的分辨力较强。

小波变换是一种先进的信号时频分析方法。将小波变换中多分辨分析应用到涡流检测信号分析中，对不同小波系数处理后，再重构。这种经小波变换处理后的信号，其信噪比会得到很大的提高。 2.2 信号分析 (1) 人工神经网络 人工神经网络的输入矢量是信号的特征参量，对信号特征参量的正确选择与提取是采用神经网络智能判别成功的关键。组合神经网络模型，采用分级判别法使网络输入变量维数由N2 降到N，网络结构大为简化，训练速度很快，具有较高的缺陷识别率和实用价值。 神经网络可实现缺陷分类，具有识别准确度高的优点，对不完全、不够清晰的数据同样有效。 (2) 信息融合技术 信息融合是对来自不同信息源检测、关联、相关、估计和综合等多级处理，得到被测对象的统一最佳估计。 涡流C 扫描图像的融合，将图像分解为多子带图像，并在转换区内采用融合算法实现图像融合。Ka Bartels等采用信噪比最优方法合并涡流信号，并用空间频率补偿方法使合并前高频信号变得模糊而低频信号变得清晰。Z Liu等利用最大值准则选择不同信号的离散小波变换系数，选取待融合系数的最大绝对值作为合并转换系数。因此融合信号可基于这些系数，利用逆小波变换来重构。小波变换可按不同比例有效提取显著特征。在融合信号过程中，所有信号的有用特征都被保存下来，因此内部和表面缺陷信息得到增强。 2.3 涡流逆问题求解 换能器检测到的信号隐含缺陷位置、形状、大小及媒质性质等信息，由已知信号反推媒质参数(电导率)或形状(缺陷)，属于电磁场理论中的逆问题。 为求解涡流逆问题，先要建立缺陷识别的数学模型，有形状规则的人工缺陷、边界复杂的自然缺陷、单缺陷和多缺陷等模型；在媒质类型方面，有复合材料和被测件表面磁导率变化等模型。 随着计算机技术发展，缺陷模型各种数值解法也获得进展。出现有限元法、矩量法和边界元法等。 3 涡流检测设备 美国的EM3300 和MIZ-20 为采用阻抗平面显示技术典型产品，而TM-128 型涡流仪是我国首台配有微机带有阻抗平面显示的涡流探伤仪。MFE-1三频涡流仪是我国研制的首台多频涡流检测设备。随后，国内研制成功多种类型的多频涡流检测仪，如EEC-35、EEC-36、EEC-38、EEC-39 和ET-355、ET-555、ET-556 等。 目前，我国在有限元数值仿真、远场涡流探头性能指标分析及检测系统的研制等方面取得研究成果，推出商品化远场涡流检测仪器，其中ET-556H和 EEC-39RFT 已用于化工炼油设备的钢质热交换管和电厂高压加热器钢管的在 役探伤。 今后涡流检测技术研发包括：完善换能器设计理论，研制性能更好的涡流检测换能器；研究缺陷大小形状位置深度的涡流定位技术和三维成像技术；研究并

涡流检测基本原理

涡流检测基本原理 发布者：：IDEA 发布时间：：2009-10-23 10:50浏览次数：：76 涡流检测是许多NDT（无损检测）方法之一，它应用―电磁学‖基本理论作为导体检测的基础。涡流的产生源于一种叫做电磁感应的现象。当将交流电施加到导体，例如铜导线上时，磁场将在导体内和环绕导体的空间内产生磁场。涡流就是感应产生的电流，它在一个环路中流动。之所以叫做―涡流‖，是因为它与液体或气体环绕障碍物在环路中流动的形式是一样的。如果将一个导体放入该变化的磁场中，涡流将在那个导体中产生，而涡流也会产生自己的磁场，该磁场随着交流电流上升而扩张，随着交流电流减小而消隐。因此当导体表面或近表面出现缺陷或测量金属材料的一些性质发生变化时，将影响到涡流的强度和分布，从而我们就可以通过一起来检测涡流的变化情况，进而可以间接的知道道题内部缺陷的存在及金属性能是否发生了变化。 涡流作为一种NDT工具的一大优点是它能够做多种多样的检查和测量。在适当的环境下，涡流可以用于： 1、裂缝、缺陷检查 2、材料厚度测量 3、涂层厚度测量 4、材料的传导性测量 涡流检测的优越性主要包括： 1、对小裂纹和其它缺陷的敏感性 2、检测表面和近表面缺陷速度快，灵敏度高 3、检验结果是即时性的

4、设备接口性好 5、仅需要作很少的准备工作 6、测试探头不需要接触被测物 7、可检查形状尺寸复杂的导体 无损检测－声脉冲 发布者：：IDEA 发布时间：：2009-11-20 09:48浏览次数：：19 1．什么叫声脉冲？ 由一串声波所形成的脉冲。 2．简述声脉冲检测的原理。 当一串声波沿管子传播时，如果遇到管子存在开口、孔洞、鼓胀、凹陷、裂缝、内部腐蚀和沉积 等，就会有反射波返回发射端，由于声波的传播速度是固定的，通过计算机系统的处理，便可以准确地 得到管子发生异常的具体位置。 3．简述声脉冲检测的应用范围。 声脉冲快速检漏仪适用于有色金属、黑色金属和非金属管道的快速检漏。如电站高、低加，冷凝器 管，锅炉四管；化工厂的热交换管；酒楼大厦中央空调器管的在役检漏等，4．声脉冲检测的特性是什么？ ①在役管道高速检漏，可达每小时500～1000根管子； ②管子材质不限，铁磁非铁磁性或非金属管均宜； ③直管、弯管、缠绕管均宜； ④可快速发现存在于管子上的穿透性缺陷等； ⑤实时记录检测波形，便于下次检测时回放比较。 5．声脉冲检测仪器的技术特性有哪些？ □增益范围0 ~ 48dB , 步长0.5 dB □观察长度（2~50M）及管径（10 ~ 100MM）

无损检测---涡流阵列检测技术基本原理

目录 一、什么是涡流阵列检测技术？ 二、涡流检测基础知识 三、涡流阵列检测技术工作原理 四、涡流阵列检测技术特点 五、涡流阵列检测技术的国内外现状 一、什么是涡流阵列检测技术？ “涡流阵列”，又叫”阵列涡流”，英文名称“Eddy Current Array（简称ECA）”。 JB/T 11780-2014 无损检测仪器涡流阵列检测仪性能和检验 阵列涡流检测 具有按一定方式排布、且独立工作的多个检测线圈，能够一次性完成大面积扫查及成像的涡流检测技术。 C扫相关显示与缺陷形状像不像？ 并能形成直观性C扫图 二、涡流检测基础知识 1. ET工作原理—电磁感应 ①激励，悬空（电0→磁0 ） 空载阻抗 Z=Z0 M—互感系数～提离 R2—电涡流短路环负载～路径几何尺寸，σ2 L2—电涡流短路环自感系数～路径几何尺寸，μ2

2.影响放置式线圈阻抗的因素 a）提离 b）边缘效应 c）电导率 d）磁导率 e）工件几何尺寸 f）缺陷 g）表面状况 h）检测频率 影响阻抗变化的因素太多，限制了涡流探伤的应用！ 3.放置式涡流探头的分类 4. 绝对式探头和差分式探头的对比 绝对式 信号来自1个感应线圈； 每个缺陷产生1个闭路（半8字）； 对于小缺陷、长缺陷和渐变缺陷敏感； 可用于测量材料性能差异. 可能需要参考线圈执行系统平衡； 对提离非常敏感。 差分式 信号来自2个感应线圈的减法。. 每个缺陷产生2个闭路（8字） 对小缺陷特别敏感，但渐变缺陷不敏感； 对于小缺陷具有更好的信噪比； 对于提离不太敏感。 检测前，应该根据用途、被检工件状况等确定探头的工作模式和信号响应模式！

5. 常规涡流检测技术的特点 优点 ■适用于各种导电材质的试件探伤； ■可以检出表面和近表面缺陷； ■检测结果以电信号输出，容易实现自动化； ■由于采用非接触式检测，所以检测速度快； ■无需耦合剂，环保。 缺点 ■不能检测非导电材料； ■形状复杂的工件很难检测； ■各种干扰检测的因素较多，容易引起杂乱信号； ■无法检出埋藏较深的缺陷； ■一次覆盖范围小，检测效率低； ■检测结果不直观，不能显示缺陷图形，无法缺陷定性。 ECA 三、涡流阵列技术工作原理 1.涡流阵列工作原理 多个涡流线圈按照一定的物理构造方式排布组成阵列，按照特定的工作模式、信号响应方式组成若干个阵列元；阵列元是代表涡流检测工作模式、信号响应方式且能独立工作的最小单元（可视为“放置式涡流探头”），每个阵列元都含有发射线圈和接收线圈（包括自发自收线圈）；为避免阵列元之间的相互串扰，通常会采用多路切换技术分时、分批激活阵列元；编码器触发仪器将阵列元的涡流检测数据及其位置数据保存；这些数据经过软 件处理，形成直观的C扫图。 1.多路切换技术 目的：避免串扰； 特点：切换速度非常快，不会影响检测。

涡流检测题库

二级试题 G001．涡流检测的最基本根源是基于物体的： A．导磁体B．传光性C．导电性D．传声性 G002．从原理上讲，下列材料中可采用涡流检测的是： Ａ．玻璃B．陶瓷C．水晶D．石墨 G003．从原理上讲，下列材料中不能采用涡流检测的是： Ａ．玻璃钢B．不锈钢C．工具钢D．轴承钢 G004．涡流检测技术主要适应于导电材料的： Ａ．中心探伤B．内部探伤C．表面及近表面探伤D．整体探伤G005．对金属圆棒材，涡流探伤较难探出的是： Ａ．表面裂纹B．近表面夹杂C．棒材中心小缩孔D．以上都是G006．为了区分各种因素对涡流的影响，在涡流探伤仪中应特别重视：Ａ．信号放大B．信号处理C．信号显示D．信号报警G007．涡流技术能适应导电材料探伤的温度是： Ａ．常温（-10~+40℃）Ｂ．高温（+800~1200℃） Ｃ．中温（+100~800℃）Ｄ．以上均可 G008．对截面材料为三角形、六角形、正方形等导电异形体，涡流探伤：Ａ．全不能采用Ｂ．全能采用 Ｃ．某一种能采用Ｄ．有两种能采用 G00 9．再通有交变电流的线圈中放入导电试件时，则在试件中就会有涡流：Ａ．感应出Ｂ．反射出Ｃ．扩散出Ｄ．激发出G010．在涡流探伤中，试件中感生出的涡流方向是： Ａ．增加激励磁场的变化Ｂ．阻碍激励磁场变化 Ｃ．与激励磁场变化无关Ｄ．与激励场强绝对值有关 G011．金属线材在进行涡流探伤时，一般采用的探头型式是： Ａ．混合式Ｂ．穿过式Ｃ．旋转式Ｄ．扫描式 G012．用涡流点探头进行涡流探伤，能适应于： Ａ．金属细丝Ｂ．钢丝绳Ｃ．方坯内部Ｄ．板材表面 G013．已装于冷凝器中的铜管如采用涡流探伤，应选用的探头型式是：Ａ．扇形Ｂ．穿过式Ｃ．点式Ｄ．内插式 G014．钢、铜、铝三种金属的导电率应符合如下关系： Ａ．δ 钢>δ 铜 >δ 铝 Ｂ．δ 铝 >δ 铜 >δ 钢 Ｃ．δ 铜>δ 铝 >δ 钢 Ｄ．δ 钢 >δ 铝 >δ 铜 G015．钢、铜、铝三种金属的电阻率应符合如下关系： Ａ．ρ 钢>ρ 铝 >ρ 铜 Ｂ．ρ 铜 >ρ 铝 >ρ 钢 Ｃ．ρ 铝>ρ 钢 >ρ 铜 Ｄ．ρ 钢 >ρ 铜 >ρ 铝 G016．材料的电阻率和导电率的关系是： Ａ．成正比Ｂ．成反比Ｃ．无关系Ｄ．相等 G017．在涡流探伤时，既有涡流磁场存在，也存在磁畴形成的自发磁场的材料是：Ａ．有色金属Ｂ．稀有金属Ｃ．铁磁金属Ｄ．贵金属 G018．铁磁材料的磁导率μ可用下述公式计算： Ａ．μ=HB Ｂ．μ=B/H Ｃ．μ=H/B Ｄ．μ=H+B G019．钢材中的磁导率μ的数值是： Ａ．恒定值Ｂ．1 Ｃ．一个随磁场强度变化的变量Ｄ．0 G020．紫铜的相对磁导率μr是： Ａ．0 Ｂ．无穷大Ｃ．约为1 Ｄ．无穷小

涡流探伤原理知识讲解

涡流探伤原理

涡流无损检测原理 最佳答案 涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，它适用于导电材料。当把一块导体置于交变磁场之中，在导体中就有感应电流存在，即产生涡流。由于导体自身各种因素（如电导率、磁导率、形状，尺寸和缺陷等）的变化，会导致涡流的变化，利用这种现象判定导体性质，状态的检测方法，叫涡流检测。 至于区别，每一种检测方法都有它的局限性，要根据被检工件来选择检测方法，涡流检测适用于导电材料的金属表面缺陷检测，一般都用来检测小管子的，出场的时候都要检测的。 涡流检测的特点（Eddy-current testing) ET是以电磁感应原理为基础的一种常规无损检测方法，使用于导电材料。 一、优点 1、检测时，线圈不需要接触工件，也无需耦合介质，所以检测速度快。 2、对工件表面或近表面的缺陷，有很高的检出灵敏度，且在一定的范围内具有良好的线性指示，可用作质量管理与控制。 3、可在高温状态、工件的狭窄区域、深孔壁（包括管壁）进行检测。 4、能测量金属覆盖层或非金属涂层的厚度。 5、可检验能感生涡流的非金属材料，如石墨等。

6、检测信号为电信号，可进行数字化处理，便于存储、再现及进行数据比较和处理。 二、缺点 1、对象必须是导电材料，只适用于检测金属表面缺陷。 2、检测深度与检测灵敏度是相互矛盾的，对一种材料进行ET时，须根据材质、表面状态、检验标准作综合考虑，然后在确定检测方案与技术参数。 3、采用穿过式线圈进行ET时，对缺陷所处圆周上的具体位置无法判定。 4、旋转探头式ET可定位，但检测速度慢。 涡流检测是运用电磁感应原理，将载有正弦波电流激励线圈，接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面感应电流（此电流称为涡流）。也产生一个与原磁场方向相反的相同频率的磁场。又反射到探头线圈，导致检测线圈阻抗的电阻和电感的变化，改变了线圈的电流大小及相位。因此，探头在金属表面移动，遇到缺陷或材质、尺寸等变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗变化，通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化。涡流检测实质上就是检测线圈阻抗发生变化并加以处理，从而对试件的物理性能作出评价。

各常用电磁无损检测方法原理,应用,优缺点比较

一普通涡流检测 1原理 涡流检测是以电磁感应为基础，通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能，或发现其缺陷的无损检测方法。当载有交变电流的试验线圈靠近导体试件时，由于线圈产生的交变磁场的作用感应出涡流，涡流的大小，相位及流动形式受到试件性能和有无缺陷的影响，而涡流产生的反作用又使线圈阻抗发生变化，因此，通过测定线圈阻抗的变化，就可以推断被检试件性能的变化及有无缺陷的结论。 2发展 1涡流现象的发现己经有近二百年的历史。奥斯特(Oersted、安培(Ampere ) , 法拉弟(Faraday、麦克斯韦(Maxwell)等世界著名科学家通过研究电磁作用实 验，发现了电磁感应原理，建立了系统严密的电磁场理论，为涡流无损检测奠定 了理论基础[l]。1879年，体斯(Hughes)首先将涡流检测应用于实际一一判断不 同的金属和合金，进行材质分选。自1925年起，在美国有不少电磁感应和涡流检测仪获得专利权，其中，Karnz直接用涡流检测技术来测量管壁厚度;Farraw首次 设计成功用于钢管探伤的涡流检测仪器。但这些仪器都比较简单，通常采用60Hz , 110V的交流电路，使用常规仪表(如电压计、安培计、瓦特计等)，所以其工作 灵敏度较低、重复性较差。二战期间，多个工业部门的快速发展促进了涡流检测 仪器的进步。涡流检测仪器的信号发生器、放大器、显示和电源装置等部件的性 能得到了很大改进，问世了一大批各种形式的涡流探伤仪器和钢铁材料分选装置，较多地应用于航空及军工企业部门。当时尚未从理论和设备研制中找到抑制干扰 因素的有效方法，所以，在以后很长一段时间内涡流检测技术发展缓慢。 直到1950年以后，以德国科学家福斯特(Foster)博士为代表提出了利用阻

涡流检测有哪些新技术(作业)

涡流检测新技术及其应用 孙章鹏 （机械电子工程081班，200800384106） 1 涡流检测技术概述 涡流探伤技术是常规无损探伤技术之一，现多频涡流、脉冲涡流及低频涡流等探伤方法已得到成功应用。一些国家还制定并实施了各种涡流探伤标准。我国从60年代中期开始研究此项技术，70年代中期发展较快，到80年代已能研制成套的涡流探伤仪器设备，并制定了探伤标准。目前，我国涡流探伤技术已应用于冶金、机械、航空、航天、电力、化工、军用及民用各个部门，其作用与应用范围日趋扩大。到本世纪末，包括涡流探伤、超声探伤在内的无损探伤技术的设备市场需求量平均年增长率将达到6.2%，预计亚洲国家最高年增长率可达到7.9%，充分显示出涡流探伤技术应用发展的前景。 2 涡流检测技术的应用领域 涡流检测技术是一项应用广泛、方兴未艾的无损检测技术，具有超声、射线及其他无损探伤技术所不可替代的独特作用。本质上属于物理检测的范畴，是多种技术方法的综合集成，已成为以电磁学为基础，以电子学、机械学、计算机、自动控制乃至化学等学科为手段的交叉学科技术，其高新技术含量不断提高。 （1）工业上的一般应用；按试件的形状和检测目的的不同，可采用不同形式的线圈,通常有穿过式、探头式和插入式线圈3种。穿过式线圈用来检测管材、棒材和线材，它的内径略大于被检物件，使用时使被检物体以一定的速度在线圈内通过，可发现裂纹、夹杂、凹坑等缺陷。探头式线圈适用于对试件进行局部探测。应用时线圈置于金属板、管或其他零件上，可检查飞机起落撑杆内筒上和涡轮发动机叶片上的疲劳裂纹等。插入式线圈也称内部探头，放在管子或零件的孔内用来作内壁检测，可用于检查各种管道内壁的腐蚀程度等。为了提高检测灵敏度，探头式和插入式线圈大多装有磁芯。涡流法主要用于生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤（这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传送的机械装置）、材质分选和硬度测量，也可用来测量镀层和涂膜的厚度。 （2）涡流检测技术也广泛的应用于航空、航天领域中金属构件的检测；用于电站（火电厂、核电站）、石油化工（油田、炼油厂、化工厂）等领域的有色和

涡流检测文献综述

摘要： 涡流无损检测是以电磁感应原理为基础的一种常规无损检测方法，在现代工业中有着广泛的应用。脉冲涡流无损检测是在涡流无损检测技术上发展起来的一种新技术。相对于传统的涡流无损检测方法，脉冲涡流具有包含的频率分量丰富、检测信号信息量大、时域分析方便等优点，因此具有广阔的应用前景。本文围绕涡流无损检测技术研究现状及其发展趋势，和脉冲涡流无损检测技术研究现状及其发展趋势展开综述分析，最终确定将深层缺陷脉冲涡流无损检测电磁场理论与实验研究作为研究课题。 本文由以下两部分组成：第一部分包括：1）涡流无损检测电磁场理论的研究现状和发展趋势；2）涡流无损检测技术的研究现状和发展趋势；3）涡流无损检测的实验研究和应用；4）深层缺陷涡流无损检测技术的研究现状和发展趋势。第二部分包括：1）脉冲涡流无损检测电磁场理论的研究现状和发展趋势；2）脉冲涡流无损检测技术的研究现状和发展趋势；3）脉冲涡流无损检测中的信号处理；4）脉冲涡流无损检测的实验研究和应用。通过以上综述分析，确定了将脉冲涡流无损检测作为研究课题，采用聚焦线圈与GMR（Giant MagnetoRestance）传感器相结合的脉冲涡流无损检测方法来实现深层缺陷检测。 关键词：脉冲涡流；深层缺陷；聚焦线圈；GMR传感器

Abstracts: Eddy current non-destructive testing is a conventional non-destructive testing method based on the electromagnetic theory, which has wide applications in modern industries. Pulsed Eddy Current Testing(PECT) is a new technique developed on the basis of eddy current testing. In contrast to conventional eddy current excitation, PEC has a lot of advantages, such as rich frequency components and informations, convenient time-domain analysis, so it has wide potential applications. Through analysis for research and development of eddy current testing and PECT, the research will focus on the theory and experiment of pulsed eddy current testing for deep-seated flaws. The paper has two parts: the first part includes: 1) the theory research and development trends of eddy current non-destructive testing.2)the technology research and development trends of eddy current non-destructive testing. 3) the experimental research and application of eddy current non-destructive testing.4)the research and development trends of deep-seated flaws.the second part include:1) the theory research and development trends of PECT.2) the technology research and development trends of PECT.3) the signal processing of PECT.4) the experimental research and application of PECT. Summary of the above analysis, WE determine to take the pulse eddy current non-destructive testing as the research topic, using the pulsed eddy current non-destructive testing methods to detect deep-seated flaws with combination of Figure-8-shaped coil coil and GMR (Giant MagnetoRestance) sensor. Key words：PEC; deep-seated flaws; Figure-8-shaped coil coil; GMR sensor